余 炜
联创新锐设计顾问（武汉）有限公司 ，湖北 武汉 430000
摘要：近年来，社会进步迅速，我国的建筑行业建设的发展也有了创新。剪力墙结构由于能有效提高建筑的抗风、抗震能力，提高建筑使用寿命，没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置，在现代建筑结构设计中的应用范围逐渐扩大。虽然剪力墙结构具有诸多优势，但也并不适用于所有建筑类型，因此，设计人员在展开设计时应综合考虑可能会对剪力墙结构产生影响的各项因素，根据工程的实际情况科学地调整设计方案，最大化发挥剪力墙结构的自身优势。本文对剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用展开分析与探讨，为相关人员提供参考。
关键词：建筑结构设计；剪力墙结构设计；应用分析
引言
剪力墙是建筑结构体系中的关键组成部分，通过该类结构的应用能够起到保安全、提品质的效果。为充分发挥剪力墙结构的应用优势，需要切实做好前期的设计工作，以正确的设计理念为指导，精准把控设计要点，合理选择剪力墙的结构形式并展开可行性论证，制订完善可行的剪力墙结构设计方案，在此基础上保证工程项目结构的合理性。
1建筑结构设计中剪力墙结构的设计原则
剪力墙结构具有经济性高、美观程度好、刚度大、承载力强等诸多优点，能有效提高建筑结构对水平荷载的抵抗能力，使建筑结构整体的稳定性得到有效提升。但是由于目前国家和行业内并没有针对剪力墙结构的设计形成统一的规范和标准，因此，设计人员在设计剪力墙结构时，应遵循以下设计原则：
1.1拉通对直
在设计建筑结构时，应注意保持将上下楼层剪力墙结构中的门窗和洞口保持垂直方向对直，合理规划结构的传力途径，保证剪力墙结构具有良好的抗震性能。同时，应沿轴线将剪力墙结构拉通对直，避免因出现重叠或错洞现象影响整体结构的综合性能。
1.2双向布置原则
将剪力墙结构沿着结构的纵、横两个方向铺设，能进一步提高整体结构的抗震性能，保证剪力墙结构具有双侧抗侧力，还应尽量控制纵横两个方向产生的侧刚度数值相近，使二者自振周期接近。
1.3竖向贯穿
科学的剪力墙结构应沿竖直方向从上至下贯穿整个结构，若剪力墙结构在竖直方向上发生结构的变化，则墙体的刚度和厚度也可能一起发生变化，影响建筑结构的整体抗震性能，此时，可通过调整剪力墙单元刚度的方式提高结构对侧刚度的抵抗能力，规避因刚度突变对结构的抗震性能产生的负面影响。
2剪力墙结构规范化的调整原则
2.1最小剪力系数的调整原则
在高层建筑的结构设计中，抗震性为重点考虑目标，应采取设计措施提高建筑的抗震性能，保证建筑的稳定性。在剪力墙结构设计中，应适当减少墙肢，加大剪力墙结构的间距，以提高剪力墙结构的抗震性能，并保证建筑主体的稳定性，并且在采取大间距的剪力墙结构布置方式后，可更好地维持墙体的抗侧压能力。
2.2楼层间最大位移的调整原则
剪力墙结构的设计过程中，还应采取调整措施减小楼层间的最大位移和最大变形。为避免楼层出现扭转变形问题，需要合理设定其最大位移量，减小剪力墙结构在墙体发生扭转时所承受的压力，减小外部压力对结构带来的不良影响，以免在外力的作用下而发生建筑结构塌陷等事故。
2.3剪力墙连梁超限的调整原则
除了要调整剪力墙的最小剪力系数以及楼层最大位移，还需要充分考虑与剪力墙连接的梁体超限问题，其也会对建筑结构的稳定性带来影响。
若剪力墙的高度较小，会导致建筑的连梁结构由于失稳而发生坍塌，且此现象在连梁自重较大或所受作用力较大的情况下最容易发生。为全面维持连梁的稳定性，设计剪力墙结构时，要求其跨高比控制在2.5以内，具体视建设要求以及实际建设条件调整，此条件下的建筑结构更易于维持稳定。
3建筑设计剪力墙结构设计的应用策略
建筑设计中剪力墙结构设计尤为关键，在设计的过程中需全方位考虑工程设计和建设的基本要求。为此，设计人员务必做好细节的把控和处理，如剪力墙的合理布置、剪力墙墙肢长度的确定、厚度确定，连续梁类型、配筋及边缘构件设计等。下面将作具体论述。
3.1剪力墙的规划布置
在剪力墙结构设计中，需要参照空间特点展开合理布局，一般情况下，如果是高层建筑，会采用双向剪力墙结构，确保两侧剪力墙刚度的均衡性，减少水平位移的产生，避免剪力墙在外界荷载作用下出现扭转，提高建筑结构的稳定性。剪力墙的水平地震作用力较大，自振周期短，结构本身稳定性很容易受到影响。所以在设计过程中，需考虑到力的平衡，可通过减小剪力墙厚度，或者增加剪力墙之间的间距，来降低水平地震作用力带来的影响，防止位移、断裂等问题的出现。同时上述操作也能够降低剪力墙自重，削弱建筑结构承担荷载。如果剪力墙设计中存在较大洞口，洞口位置要保证在一条线上。考虑到墙体结构受力情况，应展开应力的科学划分，确保两者均衡性、对称性。底部结构如果设置框架支撑层，落地剪力墙的数量要在上部剪力墙数量的一半以上。剪力墙设计中，需充分考虑抗震性能要求，避免楼板平面等结构因变形发生危险。
3.2确定剪力墙墙肢长度
确定剪力墙墙肢长度时，首先应考虑满足建筑功能的要求，其次是剪力墙墙肢长度不能太长也不能太短，确定原则是，尽可能布置长墙，少布置短墙。当墙肢长度很长时，受弯后产生的裂缝宽度会较大，墙体的配筋容易拉断，因此墙段的长度不应过大，墙肢长度宜控制在8m以内；当墙肢长度很短时，可能形成短肢剪力墙，短支剪力墙的出现可能会导致多楼层出现反弯点，受力发生改变，逐渐接近异形柱的状态，抗震性能较差。所以为保障建筑的安全性，不会将其应用在地震区域内，且不得采用全短肢的剪力墙的结构。
3.3确定剪力墙结构的厚度
按照现有规范要求可知，在抗震等级在一二级时，底部加强部位的剪力墙厚度要控制在200mm以上，长度要求在层高或无支长度的十六分之一，当抗震等级为三、四级时墙厚不应小于160，且不宜小于层高或无支长度的1/20。其他部位的剪力墙厚度，当抗震等级为一、二级时墙厚不应小于160mm，且不宜小于层高或无支长度的1/20，当抗震等级为三、四级时墙厚应在140mm以上，长度在层高或无支长度的二十五分之一。之所以这样规定，是为避免因剪力墙厚度过小，刚度不足，导致结构稳定性减弱，产生压屈失稳情况。不过这一规范也存在特例，对于八级地震区的多层或地层剪力墙结构建筑来说，上述规定可能会存在较大偏差。如10层以下的剪力墙结构，在重力荷载作用下，墙肢压轴相对较低，墙柱结构只能进行构造配筋，但为保证底部结构的质量，按照层高要求，剪力墙厚度一般设定在240mm，已经超出规范标准要。所以在设计过程中，需要在规定基础上，根据实际情况加以综合分析，以确保剪力墙厚度设计的合理性。
结语
在城市人口不断增加的情况下，城市中的建筑高度会呈现逐渐提高的发展趋势，剪力墙结构的应用范围也会不断提升，为进一步提升剪力墙结构的科学性和合理性，设计人员应对剪力墙结构的设计不断进行创新与优化，通过应用剪力墙结构，促进我国高层建筑的建筑工艺更加成熟，推动我国建筑行业的不断发展。
参考文献
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